Como funciona os controles remotos?

Quando surgiram, os primeiros controles remotos eram equipamentos de rádio freqüência que dirigiam navios alemães para colidirem com barcos aliados durante a Primeira Guerra Mundial. Foi durante a Segunda Guerra que os controles remotos detonaram bombas pela primeira vez. Com o fim da grande guerra, os cientistas tinham uma tecnologia brilhante e nenhum lugar para aplicá-la. Mais de sessenta anos depois, muitas pessoas passam horas procurando pelo controle remoto antes de lembrar que existem botões na TV.
Neste artigo, examinaremos a tecnologia infravermelha usada na maioria dos home theaters e a diferença entre controles remotos IR e RF, descobriremos a diferença entre controles remotos "universais" e "programáveis" e verificaremos alguns dos outros recursos de alta tecnologia que se encontra nos controles remotos atuais, como conectividade com PCs, extensores RF e macro comandos.
A tecnologia dominante nos controles remotos de home theaters é o infravermelho (IR). A luz infravermelha é também conhecida como "calor". A premissa básica no funcionamento de um controle remoto IR é o uso da luzpara levar sinais entre um controle remoto e o aparelho a que ele controla. A luz infravermelha está na faixa invisível do espectro eletromagnético.

• botões

• circuito integrado

• contatos dos botões

• diodos emissores de luz (LEDs)

1. Você aperta o botão “aumentar volume” em seu controle remoto, fazendo com que esse botão toque o contato sob ele, fechando o circuito “aumentar volume” na placa de circuitos. O circuito integrado detecta isso.

1. O circuito integrado envia o comando binário "aumentar volume" ao LED na frente do controle remoto.

1. O LED envia uma série de pulsos de luz que correspondem ao comando binário "aumentar volume".

Botão	Código
1	000 0000
2	000 0001
3	000 0010
4	000 0011
Subir canal	001 0000
Descer canal	001 0001
Ligar	001 0101
Desligar	010 1111
Aumentar volume	001 0010
Baixar volume	001 0011
Fonte: ARRLWeb

• um comando “iniciar”

• o código de comando para "aumentar volume"

• o endereço do aparelho (para que a TV saiba que a informação é destinada a ela)

• um comando “parar” (disparado quando se libera o botão de "aumentar volume")

Os controles remotos das TVs Sony usam um método de codificação de espaços em que o comprimento dos espaços entre os pulsos de luz representam 1 ou 0

Um controle remoto IR (o transmissor) envia pulsos de luz infravermelha que representam códigos binários específicos. Estes códigos binários correspondem a comandos, como liga/desliga e aumentar o volume. O receptor IR na TV, ou outro aparelho, decodifica os pulsos de luz em dados binários (uns e zeros) que o microprocessador do aparelho pode entender. O microprocessador realiza então a tarefa correspondente.

Para termos uma idéia melhor de como o processador funciona, olharemos o interior de um controle remoto comum. As partes básicas envolvidas no envio de um sinal IR incluem:

Os componentes do equipamento receptor do infravermelho estão situados na parte frontal do equipamento, onde podem receber facilmente o sinal vindo do controle remoto.

Provavelmente, você já notou que alguns controles remotos funcionam apenas quando os apontamos diretamente para o receptor do aparelho controlado, enquanto outros funcionam quando você aponta na direção aproximada do receptor. Isto se relaciona com a potência do LED transmissor. Um controle remoto com mais de um LED e/ou um LED particularmente potente produz um sinal mais forte e espalhado.

Agora vamos descobrir como estas partes funcionam juntas para permitir que impulsos de luz mudem o canal do decodificador.

Apertar um botão de um controle remoto coloca em movimento uma série de eventos que faz com que o aparelho controlado realize um comando. O processo funciona mais ou menos assim:

Um exemplo de código de controle remoto é o protocolo Sony Control-S, usado pelas TVs Sony e inclui os seguintes comandos binários de 7 bits:

Entretanto, o sinal do controle remoto inclui mais do que o comando "aumentar volume". Ele leva vários blocos de informação ao aparelho receptor, incluindo:

Então quando você pressiona o botão "aumentar volume" num controle remoto de uma TV Sony, ele envia uma série de pulsos que se parecem com isso:

Quando o receptor infravermelho na TV capta o sinal do controle remoto e verifica no código recebido se o sinal se destina a essa TV, ele converte os pulsos de luz de volta em sinal elétrico para 001 0010. Depois, ele passa o sinal ao microprocessador, que aumenta o volume. O comando “parar” avisa o microprocessador que ele pode parar de aumentar o volume.

Os controles remotos infravermelhos já estão no mercado há 25 anos. Mas, apesar disso, têm algumas limitações relacionadas à natureza da luz infravermelha. Primeiro, eles têm um alcance de apenas 10 metros e exigemlinha de visada. Isso significa que sinais infravermelhos não são transmitidos através de paredes nem fazem curvas - é preciso uma linha reta até o aparelho que se está tentando controlar. Além disso, a luz infravermelha é tão comum que as interferências podem ser um problema com controles remotos IR.

Para evitar interferências causadas por outras fontes de luz infravermelha, o receptor infravermelho em uma TV responde a apenas um comprimento de onda particular de luz infravermelha, normalmente 980 nanômetros. Há filtros no receptor que bloqueiam a luz de outros comprimentos de onda. Além disso, a luz do sol pode confundir o receptor porque possui luz infravermelha no comprimento de onda de 980 nm. Para solucionar esta questão, geralmente, a luz de um controle remoto IR é modulada a uma freqüência não presente na luz do sol e o receptor apenas responde à luz modulada a 980 nm nessa freqüência. O sistema não funciona com perfeição, mas diminui muito as interferências.

Ainda que os controles remotos infravermelhos representam a tecnologia dominante em aplicações de home theater, há outro nicho específico em controles remotos que funcionam com ondas de rádio em vez de ondas de luz. Se você abrir sua garagem com controle remoto, por exemplo, tem um controle remoto RF.

Controles remotos de rádio-freqüência (RF) são muito comuns. Controles remotos de portas de garagens, controles para alarmes de carros e brinquedos controlados por rádio sempre usaram controles remotos a rádio e a tecnologia também está começando a surgir em outras aplicações. Eles não são comuns em aparelhos de home theater (com a exceção de extensores RF, mas você achará controles remotos RF controlando certos receptores de TV via satélite e sistemas de som avançados. Você também encontrará controles remotos baseados em Bluetooth que controlam laptops e telefones inteligentes.

Em vez de enviar sinais de luz, um controle remoto RF transmite ondas de rádio que correspondem a um comando binário referente ao botão que você está apertando. Receptores de rádio de aparelhos controlados, recebem um sinal, que é decodificado. O problema com esse tipo de controle é a quantidade de sinais de rádio puros, invisíveis no ar, a qualquer hora. Telefones celulares, walkie talkies, conjuntos WiFi e telefones sem fio estão todos transmitindo sinais de rádio em freqüências variáveis. Os controles remotos RF lidam com o problema da interferência, transmitindo uma freqüência de rádio específica e embutindo códigos de endereços digitais nos sinais de rádio. Isto permite que o receptor de rádio no aparelho de destino saiba quando responder ao sinal e quando ignorá-lo. 

A maior vantagem dos controles remotos com freqüência de rádio é seu alcance: eles podem transmitir a até 33 m do receptor (o alcance do Bluetooth é mais curto) e sinais de rádio podem atravessar paredes. É por esse benefício que agora é possível encontrar controles remotos IR/RF para componentes de home theater. Estes controles usam conversão RF para IR para aumentar o alcance de um controle remoto infravermelho.

Os controles remotos dos home theaters atuais fazem muito mais do que ligar um componente e controlar o volume. Aqui estão apenas alguns recursos que se pode encontrar em alguns controles remotos de alta tecnologia.

Capacidades universais
Marcas diferentes de produtos eletrônicos usam códigos de comandos diferentes. Alguns controles remotos IR são programados com mais de um código de comando de fabricante, de modo que eles possam acionar múltiplos aparelhos (às vezes até 15) de diferentes marcas. Se seu conjunto de home theater tem componentes de, digamos, três diferentes fabricantes, pode-se usar três controles remotos diferentes para operar seu sistema ou usar um controle remoto universal. Para adicionar funções ao controle remoto universal, é necessário saber dos códigos de comando para os componentes que se quer controlar. Pode-se conseguir isso via online ou no manual que vem com o controle remoto.

Programável
Um controle remoto programável pode receber e armazenar códigos recebidos de outro controle remoto e pode então transmitir estes códigos para controlar o aparelho que os entenda. Por exemplo, vamos dizer que você tenha um receptor com seu próprio controle remoto pré-programado e você compra uma nova TV que vem com um controle remoto universal programável. O controle remoto programável pode pegar os sinais que seu receptor remoto envia e memorizá-los para que possa também controlar seu receptor. Você não precisa fornecer os códigos de comando - um controle remoto programável capta e armazena os sinais que o outro controle remoto envia. Todos os controles remotos programáveis são considerados universais porque podem controlar mais de um aparelho.

Macrocomandos
Uma macro é uma série de comandos que se pode programar para que sejam executados, sequencialmente  ao toque de um simples botão. Você pode configurar uma macro que permite a você apertar um botão para ativar, em ordem, tudo que precisa acontecer para você assistir um filme ou ouvir um CD (alguns controles remotos possuem “comandos de atividades” pré-programados e outros permitem baixar macros da Internet).

Conectividade com PC
Há controles remotos que se conectam a um PC pela porta USB de modo que se pode instalar programas de computadores e baixar códigos de comando e ícones gráficos personalizados (para controles remotos com visores LCD).

Visor LCD
O visor LCD de um controle remoto pode, simplesmente, mostrar dados ou pode ser uma tela sensível ao toque, que recebe informações do usuário.

Interfaces de usuário
A maioria dos controles remotos utiliza um método simples de apertar botões, mas alguns têm maneiras mais sofisticadas de informar comandos. Você encontrará controles remotos que você opera por meio de uma tela sensível ao toque LCD, um joystick (para comandos direcionais) e até comandos de voz.

Extensores RF
Alguns controles remotos IR, podem enviar sinais IR e RF, porém os sinais RF não são feitos para controlar aparelhos RF. Eles servem para estender o alcance de operação do controle remoto IR de 10 para 30 m (enviar ou receber) e permitir que o sinal penetre em paredes e cabines fechadas com vidro. O controle remoto transmite automaticamente ambos os sinais IR e RF para cada comando. Quando você junta um conversor RF para IR (às vezes incluso em controles remotos IR/RF, às vezes vendidos como acessórios) na ponta receptora, ele recebe e converte o sinal de volta para pulsos infravermelhos que o aparelho pode entender. Agora você tem um controle remoto IR que pode aumentar o volume do som do seu home theater que está no andar de baixo.

Controles remotos estão continuamente aumentando o número de aparelhos e funções que podem gerenciar. Alguns controles remotos universais feitos para componentes de home theater podem aprender comandos de iluminação com controle sem fio, de forma que não apenas iniciam um filme com o toque de um botão, mas também diminuem a iluminação da sala. Sistemas completos de automação residencial permitem usar um controle remoto para gerenciar iluminação, sistemas de alarme e componentes de entretenimento, por meio de um receptor instalado diretamente na fiação elétrica de sua casa. Há chances de que não demore muito para que você tenha um único controle remoto para gerenciar todos os aparelhos eletrônicos em sua vida.

FONTE: HowStuffWorks